數控（kòng）機床

       提到中國的獨立發動機製造商（shāng）,業界第一（yī）個就會想到玉柴。

      這不僅僅是因其銷量多年雄據行業前三甲，更在於（yú），玉柴多年來心無旁騖地在內燃機領域精耕細作，集所有精力於產品的升級與創（chuàng）新；玉柴發（fā）動機在性能、可靠（kào）性、性價比（bǐ）等方麵，擁有（yǒu）著獨特的競爭優勢。

      蕪湖玉柴聯合動力股份（fèn）有限公司（sī）（以（yǐ）下簡稱聯合動力）是由玉柴（chái）、中集、奇瑞三家於2009年成立的合資企業，成立之初企（qǐ）業的定位就是（shì）要集合三方的技術優勢，市場資源以及品牌影響力，在重（chóng）卡中高端內燃機領域取得一席（xí）之地。
 

      高舉高打

      聯（lián）合動力誕生之時，正值重卡市場處於最巔峰時刻，市場容量超百（bǎi）萬（wàn）台。在重卡領域，大排量和（hé）大功率已是行業趨勢。為了有（yǒu）別（bié）於玉柴現有的產品，聯合動力（lì）以K係列搶占高端市場。因此聯合動力的產能規劃（huá）、設備配置都是（shì）一流的，用聯合動（dòng）力（lì）總經理助理（lǐ）陳貽雲（yún）的話來說，工廠是在用別人家的檢（jiǎn）測（cè）設（shè）備來在做生產製造。

      目前玉柴聯合動力出廠試驗判定合格的技術（shù）數據量為58個（gè）參數，而國內外一般僅設定6個參數。其（qí）發動機出（chū）廠試驗的負載情況完全與整（zhěng）車狀態相同，如轉向係統、冷卻係統、製動係統、瞬態加速響應、機械效率、一致性頻譜（pǔ）分析。2015年，聯（lián）合（hé）動（dòng）力（lì）再次蟬聯第八屆中（zhōng）國國際卡車節油冠軍，這已是公司連續三年獲此殊榮。

      但好景（jǐng）不（bú）長（zhǎng），自2011年市場（chǎng）急劇萎縮，跌至80萬輛級，2015年更被（bèi）業內稱之為“滑鐵盧”式下滑，已（yǐ）跌破60萬輛。“我們確實做出了精品，但卻生不逢時。在當前形（xíng）勢下，用戶更看重價格、性價比（bǐ）。”陳貽雲坦誠，“聯（lián）合動力麵臨的最（zuì）大問題是：如何在殘酷（kù）的（de）競爭中（zhōng）生存？如（rú）何在保質的前提下降低（dī）成本，實現好而不貴。”

      針對於此，聯合（hé）動力給出了應（yīng）對之（zhī）策（cè）:首先在銷售策略上避免單一強調（diào）聯合動力品（pǐn）牌，品牌影響力直接關係到產品價位；其（qí）次在采購體係上並入玉柴大體係，攤薄（báo）成本；最後就是在要內部“挖潛”上（shàng）下功夫，優化現有的生產環節。如果說（shuō）前兩者是戰（zhàn）略上的變革，那麽（me）後者則是聯合動力內（nèi）部所有流程的再梳理，關係到工廠內所有的環節，可謂是個大（dà）工程。
 

      有力保障

      聯合動力製造部機加總師黃登華介紹，公司主導產品YC6K 係列發（fā）動機，以世界（jiè）最新發（fā）動機為基礎自主（zhǔ）開（kāi）發，集成了當今世界最新技術成果，擁有30 多項技術發明專利。獨創性引入精確燃燒和電子控製技術，實現更（gèng）少油耗和更低排放；發動機（jī）逆向橫流冷卻技術和高強度材料的成功創新運用（yòng），大幅度提（tí）高了發動機使用壽命，排放可滿足歐Ⅵ標準，其最（zuì）低油耗（hào）、額定點油耗比世界先進水平低（dī）5%～8%。

  
      卓越的性能來自於材料以及加工手段的（de）保障。6K產（chǎn）品（pǐn）的主要結構件比如缸體、缸蓋等主要結構件采用了高強度蠕墨鑄鐵材料，組織（zhī）是介於灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間的（de）中間狀態，所以強度和韌性也介於兩者之間，同時具備球墨鑄鐵的耐用性與灰口鑄鐵的耐熱性（xìng）。蠕墨鑄鐵其高溫強度、熱疲勞性能和剛度卻比灰鑄鐵高接近一倍。因（yīn）此，采用蠕墨鑄鐵可製造出（chū）重（chóng）量更輕、壁厚更薄、燃料能效比更（gèng）高的發動機。一台裝配好的蠕墨鑄鐵發動機的重量比（bǐ）傳（chuán）統（tǒng）發動機重量減少15%。

      黃登華進一步介紹說，聯合動力的6K產品具有獨特的高效（xiào）逆向冷卻技術，當冷卻液（yè）從缸蓋流入缸體冷時，流（liú）速快、冷卻時間短（duǎn），使得噴油器安裝區域溫度較傳統柴油（yóu）機降低約15度，發動機要承受高達220帕（pà）的爆（bào）發壓力（lì），這對發動機可靠性提出了（le）嚴苛的要（yào）求。

      此外由於6K係列（liè）產品采用集成（chéng）式整體缸蓋，氣缸蓋集成進氣管，發動（dòng）機結構更加緊湊，這對進氣管部位的加（jiā）工提出了更高的要求。

      聯台動力的生產線以綠色製造和零缺陷為根（gēn）本目的，其主要（yào）關鍵件全部與國際（jì）知名品牌合（hé）作，如起動機（jī）、電機、高壓噴射（shè）係（xì）統與德國博世合作；活（huó）塞部件與德國（guó）馬勒（lè）、美國輝門合作；缸內製動與美國皆可博合作；轉向（xiàng）泵與ZF、刀具與瓦爾特合（hé）作。這些先進的製造和檢測裝備，輔以智能化的質量控製係（xì）統，使每道工序每個產品特性準確一致，確保了發動機的高（gāo）品質。目前聯合動力產品平均故障間隔裏程是10萬（wàn）km，遠遠高於國內其他品（pǐn）牌。

      要（yào）保障產品的高品質，上述這些都不是聯合動力壓縮成本的（de）入手點，為此公司高層希望製造部能（néng）在加工過程中進行優化，以提高生（shēng）產的效率。

      成本“堅冰”

      發動機製造業一個明顯的走向就是采用高速加工技（jì）術來提高效率，縮短交貨時間，降低生產成本。

      發動機是汽車的（de）核心零（líng）部件，結構複雜且製造（zào）水平高，尤其是（shì）發動（dòng）機上曲軸孔、凸輪軸孔（kǒng）、座圈底孔、燃燒室麵等（děng）關鍵部分及（jí）關鍵工（gōng）序精度要求高。而缸體又是發動機的主要基礎件（jiàn），缸體的許多平（píng）麵和孔均是其他零件的裝配基（jī）準，其質量直接影響到發動（dòng）機的裝配精度和可靠性（xìng）以及使用性能，所以對缸體的加工（gōng）要求非常高，加（jiā）工難度大。這些對刀（dāo）具材料以及刀具結構、幾何參數等都提出了新的、更高的要求。

      黃登華介紹（shào）說，聯合動力在2011年投（tóu）產之時采用的所有進口刀（dāo）具均為德國瓦爾特（tè）的產品，原因無他，玉（yù）柴總部重機（jī）廠所有的刀具也是由瓦爾特總包提供的，而重機廠對瓦爾特的評價非常（cháng）不錯。

      但畢竟兩者的產品有差距（jù），比（bǐ）如由於聯合動力采用高強度蠕墨鑄鐵材料，在給（gěi）發動機零件帶（dài）來一（yī）係列優異性能的同時，也給刀具加工帶（dài）來了（le）極大挑戰。

      如蠕墨鑄鐵加工（gōng）過程中，產生的切削熱（rè）積聚在工件中（zhōng），加劇刀具磨損；且（qiě）零件容易與刀具（jù）切削刃發生粘結（jié）作用；其強度較高，因此一般要比灰鐵加（jiā）工高30%左（zuǒ）右的（de）切削功率。由於（yú）上（shàng）述原（yuán）因，用於切（qiē）削蠕（rú）墨鑄鐵的刀具壽命通常隻有切削灰鑄鐵刀具壽命（mìng）的一半（bàn），或者更低。

      此外利用常規工藝加工蠕墨鑄鐵時，必須采（cǎi）用較低的切削速度，因此可能需要花費比切削（xuē）灰鑄鐵幾乎長三倍的加工時間。

      如何延長刀具的壽命周期。黃登華在合作夥伴瓦爾特工程師的推薦下采用了（le）瓦爾特-蒂泰克斯X.treme 和（hé）XD係列產品，主要型號有A6994TFP-10，A6785TFP-10，A6585TFT-4；A6885TFP-8以（yǐ）及非標定製的（de）3A6685C82480700。

      瓦（wǎ）爾特-蒂泰克斯XD鑽頭的直徑範圍是3～16 mm，即使鑽孔（kǒng）深度達到70倍徑也無需退刀。有TFT和XPL兩種刀具頭塗層。刀身拋光的排屑（xiè）槽有效保證了加（jiā）工過（guò）程中的可靠排屑（xiè），從而確保了加工質量，新的整體硬質合金鑽頭可以結合乳劑和油使用（yòng），為加（jiā）工蠕墨鑄鐵材料應用提供有（yǒu）效的解決方案。

      為了滿（mǎn）足現代（dài）機（jī）床的效率要求，XD鑽頭擁有4個刃帶，確保了（le）最高質量（liàng）的鑽孔，並且與單刃槍鑽相比生產效率提高達10倍。且由（yóu）於在鑽孔時無需（xū）退刀，該鑽頭可在鑽深較（jiào）大（dà）時確保鑽孔工藝的可靠性和加工生產效率。黃登華說，瓦爾特鉸孔鉸刀的（de）速度效率非常不錯，進給速度達到（dào）40~50m/min依舊還能平穩加（jiā）工，而其他刀具速度隻能（néng）達到30以下。

      據統計，用瓦爾特一把鉸刀能加工90個工件，每個工件上麵有（yǒu）3個孔，深為800mm，因此一把刀的壽命在聯（lián）合動力的使用壽命是270個孔加工。

      “一把刀可以加工90件，效率遠超行業內（nèi）平均水平。”黃登華強調，這個數據是他們經過長時間摸索，不（bú）斷排查，最後確認的數據。“最難得的（de）是瓦爾特刀具產品的一致（zhì）性（xìng）非（fēi）常好。不至於（yú）一隻做很多台，下一隻做了幾台就斷掉了，讓（ràng）我們用著很放心。”效率、質量，穩定性是內燃機加工企業選擇刀具的三大因素，而這些恰恰是瓦爾特技術的競爭優（yōu）勢（shì）所在。

      在聯合動力內部還有斷刀監測手段，主要是增加引孔刀斷刀（dāo）保護功（gōng）能，防止引孔加工異常導（dǎo）致深孔加（jiā）工造型的破壞（huài）。

      讓（ràng）黃登華（huá）更驚喜的是，在精鏜缸體加工環槽過程中，他們自創了一種新的加工方式。

      具體來說就是加工過程中，一般采用兩把刀具——較短的引導刀和（hé）較長的精加工刀具，也可（kě）用複合（hé）刀具加工軸承端麵，刀（dāo）具的展開可通過離心力、冷卻液壓力或機械機構（gòu）來完成。但（dàn）傳統加工方式是通（tōng）過離心力（lì）擴張來展開（kāi）刀具進（jìn）行加工，除了增加庫外抓刀的工序外，也會因為張力導致加工變形。

      瓦爾特建議他們采用帶有冷卻液壓力的刀具，如此既不用設置庫外抓刀，也避（bì）免機械（xiè）張力的產生。“我們打聽到（dào）確實有過這項技術的應用，於是也就開始了嚐試。”

      不（bú）過首戰並未告捷。初次使用是，因為沒有（yǒu）采（cǎi）用導條，直（zhí）接懸臂，一展開刀，沒有支撐難（nán）以固（gù）定。後來做了（le）改進，增加導條，但由於是靠水做推動力，又產生了密封問題，仍舊不合格。

      在多（duō）次的論證試驗後，現在瓦爾特（tè）的這項技術在聯合動力已（yǐ）經獲得了成功，加工槽寬是可以保證導條間控製在0.015到（dào）0.025mm之間，且CPK指可達1.33以上，非常穩定。
 

       任重道遠

　    為降低生產成本，聯合動力始終堅（jiān）持著兩（liǎng）條原則：一是降低刀具單件消耗成本；二是降低輔助材料單件消（xiāo）耗成本。先（xiān）進高效（xiào）刀具的應用，有效提高了生產效率，減少了機床的非工作時間。同時，先進刀具所帶來的創新工藝也將高（gāo）速機（jī）床的效率發揮到了極致。

      現代（dài）發動機的生產對機床裝備提出了（le）諸（zhū）多新要求，如高速、高（gāo）精、高（gāo）柔性（xìng）、高可靠（kào）性及成套化等，並采用新型高效刀具逐漸替（tì）代傳統刀具。新型（xíng）高效刀（dāo）具意味著更高的硬度和耐磨（mó）性、更高（gāo）的（de）強（qiáng）度和韌性、良好的穩定（dìng）性和熱硬性以及較小的化學（xué）親和力，能將昂貴（guì）的數控機床和加工中心的高效加工能力最大化。

      陳貽雲說，聯合（hé）動力在整合內（nèi）部流程的過程中，也在開拓細分市場的應用。因為6K產品的技術領先特性，其或許會更適應小眾專業化（huà）的市場領域。

      此外，聯合動力也在進一步拓展產品品種，適應環保要求（qiú），開發天然氣大排量發動機。在他看來，企業本身有天然（rán）發動機的資源，而且近年來也正是天（tiān）然氣重卡大踏步發展的黃金時代，2014年、2015年整個市場的產量甚至突破了5萬輛。其中2014年，聯合（hé）卡車年銷量首次（cì）超過7000輛，天然氣產（chǎn）品占比達到39.1%。

      如此看來，在天然氣卡車細分市場上占到了一席之地，並形成自己的差異化優（yōu）勢將會是聯合動力下一步（bù）的動作。陳貽雲希望，包括瓦爾特在內的戰略合作夥伴（bàn）能在企（qǐ）業轉型期間同（tóng）心協力，迎接新的挑（tiāo）戰（zhàn）。

 
      圖片資料：
 
 

      圖1.聯合動力製造部機加總師黃登（dēng）華介紹說（shuō），聯（lián）合動力的6K產品具有獨特（tè）的高（gāo）效（xiào）逆向冷卻技術，當冷卻液（yè）從缸蓋流入缸體冷時，發動機要承受高達220帕的爆（bào）發壓力，這對發動機可靠性提出了嚴苛的要求。

      圖2. 缸體是發動機的主（zhǔ）要（yào）基礎件，缸體的許多平麵和孔均是其他零件（jiàn）的（de）裝配基準，其質量直（zhí）接影響到發動（dòng）機的裝配精度和可（kě）靠性以及使用性能，所以對（duì）缸（gāng）體的加工要求非常（cháng）高，加工難度大。

       
  
      圖3.在合作（zuò）夥伴瓦（wǎ）爾特工程師的推薦下，黃登華總師采用了瓦爾特-蒂泰克（kè）斯XD係（xì）列產（chǎn）品。

      圖（tú）4. 6K係列（liè）發動機采用集成式整體缸蓋，氣缸蓋集成（chéng）進氣管，發動機（jī）結構更加緊（jǐn）湊，這對進氣管部位的加工提出了更高的要求。

      
  
      圖5. 聯（lián）合動力在2011年投產之時所有進口（kǒu）刀具（jù）都采用的是德（dé）國瓦爾特的（de）產品，原因無他，因為玉柴總（zǒng）部重機廠所有的（de）刀具也是由瓦爾特總包的，而重機廠對瓦爾特的評價非（fēi）常不（bú）錯。